سختی آب اصطلاحی است که برای نشان دادن محتوای مینرال های موجود در آب بکار می رود. کلسیم و منیزیم عمده ترین عناصر موجود در آب سخت هستند که برای حفظ سلامتی حائز اهمیت هستند ولی وجود آنها در آب ضروری نیست.
آب با عبور از زمین و نهرها و رودخانه مواد معدنی مانند گچ و آهک و بیشتر از همه کلسیم و منیزیم را در خود حل کرده و به آب سخت تبدیل می شود وگرنه باران جزء آب های نرم دسته بندی می شود. از آنجاییکه آب سخت حاوی مواد معدنی ضروری است گاهی اوقات آب شرب ترجیحی است.
آب سخت نه تنها به دلیل فواید سلامتی ، بلکه به دلیل عطر و طعم نیز آب مصرفی ترجیحی است زیرا آب نرم به دلیل دارا بودن یون سدیم طعم شوری دارد و گاهی اوقات برای نوشیدن مناسب نیست. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می شود لطفا همراه ما بمانید.
روش کاهش و حذف سختی آب
در حال حاضر روش های زیادی برای کاهش و حذف سختی آب وجود دارد که یکی از آنها آهک زنی است که به صورت آب آهک یا شیر آهک استفاده می شود. آهک پس از واکنش با گاز CO2 آزاد موجود در آب به کربنات هیدروژن کلسیم ( بی کربنات کلسیم) تبدیل می شود که در آب انحلال پذیر است و به کاهش سختی آب کمک می کند.
استفاده از فسفات سدیم ، کربنات باریم ، هیدروکسید سدیم ، کربنات سدیم نیز روش های شیمیایی دیگری هستند که برای تبدیل آب سخت به نرم مورد استفاده قرار می گیرد.
از روشهای دیگر کاهش و حذف سختی آب استفاده از رزین های تبادل یون از جمله رزین های بسیار با کیفیت پرولایت است. در حال حاضر روش الکترولیتی و مغناطیسی و همچنین اسمز معکوس نیز برای کاهش سختی آب استفاده می شوند.
تفاوت آب سخت و نرم چیست؟
شیمی آب طیفی از بسیار نرم تا بسیار سخت را شامل می شود. آب سخت حاوی غلظت بالایی از مواد معدنی محلول است که معمولاً کلسیم و منیزیم و گاهی اوقات آهن است. اگر غلظت این عناصر در آب بیش از ۶۰ میلی گرم در لیتر باشد آب سخت در نظر گرفته می شود. آب بسیار سخت می تواند حاوی بالای ۱۸۰ میلی گرم در لیتر باشد. در این سطح مواد معدنی بر روی وسایل شما تأثیر می گذارد و رسوب بسیار زیادی را مشاهده خواهید کرد.
در مقابل آبی با مقدار اندک کلسیم یا منیزیم یا فاقد آن آب نرم در نظر گرفته می شود. آب باران به طور طبیعی نرم است و البته با حذف کلسیم و منیزیم با روش های شیمیایی نیز می توان آب نرم تولید کرد.
اندازه گیری و محاسبه میزان سختی آب
سختی آب با تعیین غلظت یون کلسیم و منیزیم در نمونه آب مورد بررسی اندازه گیری می شود. بدین منظور ابتدا سختی کل آب و سپس سختی کلسیمی ارزیابی و محاسبه می شود. در گذشته سختی با اندازه گیری ظرفیت آب در رسوب کردن صابون اندازه گیری می شد.
آب سخت و صابون یک راه ساده برای اندازه گیری کیفی سختی است زیرا هر چه سختی آب بیشتر باشد حل شدن صابون در آن کمتر و سخت تر خواهد شد. اندازه گیری سختی آب به شکل کمی با فرمول زیر برای ترسیم منحنی صورت می گیرد که یونهای سدیم و منیزیم را اندازه گیری می کند.
H (mg/lit CaCO3) =۱.۹۴۷(mg/lit CaCO3) Ca + 3.818 (mg/lit CaCO3) Mg
انواع سختی آب
سختی آب موقت و دائم دو اصطلاحی است که شما حتما تاکنون با آن مواجه شده اید. سختی موقت آب را سختی کربناتی نیز می نامند و حاصل یونهای بی کربنات کلسیم و منیزیم است که به راحتی توسط حرارت و یا افزایش PH می توان آنرا کاهش داد.
در مقابل سختی دائم را سختی غیر کربناتی می گویند که با حرارت دادن از بین نمی رود زیرا این سختی حاصل از دیگر املاح کلسیم و منیزیم مثل نمک های سولفات ، کلرید یا نیترات آنها است. برای حذف این سختی می توان از روش های شیمیایی و رزین های مخصوص استفاده کرد.
عوارض و تاثیر آب سخت بر بدن انسان
هیچ مشکلی جدی در رابطه با مصرف آب سخت برای سلامتی وجود ندارد. با این حال آب سخت می تواند باعث خشکی پوست و مو شود و شستن مداوم موها با آب سخت باعث خارش پوست سر شما می شود.
علاوه بر این مواد معدنی موجود در آب سخت همچنین می تواند تعادل pH پوست شما را تغییر داده و آن را به عنوان سدی در برابر باکتری ها و عفونت های مضر تضعیف کند. افراد مبتلا به اگزما ممکن است به ویژه آسیب پذیرتر باشند.
از آنجا که آب سخت حاوی غلظت بالایی از منیزیم و کلسیم است ، نوشیدن آن ممکن است به شما در دریافت مقدار توصیه شده روزانه این مواد معدنی ضروری کمک کند.
برخی تحقیقات نشان می دهد که نوشیدن آب سخت ممکن است دارای مزایایی برای سلامت سیستم قلبی – عروقی باشد ، اما نتیجه قطعی برای حمایت از این ادعا وجود ندارد.
روش تشخیص آب سخت
سختی آب در درجه اول با مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می شود. مقادیر بالاتر این مواد معدنی و سایر مینرال ها آب را سخت تر می کند. سیستم های نرم کننده آب با کاهش غلظت مواد معدنی آب کار می کنند. آب نرم به جای داشتن مقادیر بالاتر کلسیم و منیزیم حاوی غلظت بیشتری سدیم یا نمک است.
میزان سختی آب شهرهای ایرانی
سختی آب براساس معیارهایی سنجش می شود که توسط موسسه کیفیت آب آمریکا ارائه شده است:
آب نرم ۱ تا ppm 17.1
آب اندکی سخت ۱۷.۱ تا ppm 60
آب متوسط سخت ۶۰ تا ppm 120
آب سخت ۱۲۰ تا ppm 180
آب خیلی سخت بیش از ppm 180
بر اساس این معیارها آب همه شهرهای ایران جزء دسته خیلی سخت قرار می گیرند زیرا همگی بالای ppm 180 سختی دارند.
